新PoTeM類(lèi)天然產(chǎn)物的發(fā)掘與生物合成
發(fā)布時(shí)間：2021-10-16 02:55
隨著耐藥菌的不斷出現(xiàn),新結(jié)構(gòu)和新作用機(jī)制抗生素的發(fā)掘變得尤為迫切。微生物天然產(chǎn)物是新型抗生素的重要來(lái)源�；蚪M數(shù)據(jù)顯示微生物基因組中含有大量隱性的次級(jí)代謝生物合成基因簇,基因組挖掘是發(fā)現(xiàn)這些隱性次級(jí)代謝產(chǎn)物的有力工具。多環(huán)特特拉姆酸大環(huán)內(nèi)酸胺（polycyclic tetramate macrolactam,PoTeM）是一類(lèi)具特特拉姆酸（tetramic acid）結(jié)構(gòu)單元及多環(huán)體系的大環(huán)內(nèi)酰胺類(lèi)化合物,具有良好的生物學(xué)活性。根據(jù)多環(huán)體系的不同,PoTeMs可以分為5/5/6三環(huán),5/6/5三環(huán)和5/5雙環(huán)3個(gè)亞類(lèi),以HSAF（5/5/6）、ikarugamycin（5/6/5）和alteramide A（5/5）為主要代表。值得注意的是三環(huán)體系中第一個(gè)環(huán)有2種成環(huán)方式,如HSAF 中為C14/C18 成環(huán),ikarugamycin中則為C15/C19成環(huán)。PoTeMs以其新穎的化學(xué)結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的作用方式,正逐漸形成一個(gè)新的抗生素家族。本研究基于PoTeMs類(lèi)化合物核心基因的保守性和簡(jiǎn)潔性,以基因序列為指導(dǎo)定向?qū)ふ倚翽oTeMs類(lèi)化合物。我們對(duì)課題組已有菌株的基因組分析,發(fā)現(xiàn)Strep...
【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．７?（Ａ）?Ｚｐｏｋｄｅｒ?ｅｖｙｗｏｇｅ？ｅＳ?Ｃ３中ＨＳＡＦ生物合成基因簇的組成；（Ｂ）?ＨＳＡＦ多烯骨架??
開(kāi)發(fā)了多種激活的策略［４９－５１］，可以用于激活ＰｏＴｅＭ基因簇。近期，Ｓａｌａｓ和他??的同事最近嘗試激活５個(gè)編碼天然產(chǎn)物的“隱性”基因簇，包括１個(gè)類(lèi)似于??ｆｉｏｎｔａｌａｍｉｄｅｓ的ＰｏＴｅＭ生物合成基因簇［３２］（圖１．９）。Ｓａｌａｓ等在ＰｏＴｅＭ基因簇的??？？岐＿０５７／２和基因前插入１個(gè)組成型啟動(dòng)子ｅｒｗ五ｐ＊進(jìn)行轉(zhuǎn)錄激活。??在模式菌株中，該方法成功地激活了?ＰｏＴｅＭ基因簇，并鑒定出２??個(gè)新的?ＰｏＴｅＭｓ?化合物?６－ｅｐｉ－ａｌｔｅｒａｍｉｄｅｓ?Ａ（３８）和?Ｂ?（３９）（圖?１．１０）。??有趣的是，距離＾％＿０５７ｉ２基因上游７．６?ｋｂ的ＬｕｘＲ家族轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子編碼??基因５＾ｇ＿０５７０ｄ的過(guò)表達(dá)會(huì)導(dǎo)致６－ｅｐｉａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ａ?（３８）的過(guò)量生產(chǎn)但僅生產(chǎn)較??少的６－ｅｐｉａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ｂ?（３９）［３２］。ＬｕｘＲ家族轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子曾被認(rèn)為是生物合成途??徑特異性激活因子，其過(guò)表達(dá)已被證明是激活“隱性”生物合成基因簇的有效途徑。??值得注意的是，在已鑒定的ＰｏＴｅＭ基因簇中，＾／＾＿０５７抓并不保守。利用同樣??的啟動(dòng)子置換策略，成功激活了一個(gè)位于海洋來(lái)源鏈霉菌Ｓ＾ｅｐ／＇ｏｍｙｃｅｓ?ｓｐ．??ＳＣＳＩＯ０２９９９沙霉素生物合成簇附近的沉默ＰｏＴｅＭ生物合成基因簇
步分離純化，獲得１個(gè)生物合成中間體ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｃ?（４７，Ａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ａ的類(lèi)似物，??不含有２５－羥基并且Ｃ－１４有不同的立體化學(xué)），敲除基因的突變株中分??離出罕見(jiàn)的具有５／４／６三環(huán)的化合物ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｄ?（６２）（圖１．１１）。此外，由??ＳＧ／？Ｓ７２－Ｓ以組成的３個(gè)基因盒合成了異源產(chǎn)物５２。而由ＳＧｉ？Ｓ７２－Ｓｉ５組成的四??基因盒則產(chǎn)生了異源產(chǎn)物３６。采用基因敲除和異源重組相結(jié)合的方法，證明基??因５＾及５７７－＜５７５參與化合物ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ａ?（３６）和ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｂ?（４６）的生物合成，并闡??明了?ＳＧＲ８１５?（與ＨＳＡＦ通路中的甾醇去飽和酶和ｆｒｏｎｔａｌａｍｉｄｅ通路中的ＦｔｄＦ同??源）為Ｃ－２５羥化酶。在此基礎(chǔ)上，提出３６和４６在Ｓ．?ｇｒｆｗｗ的生物合成途徑，??并預(yù)測(cè)５２為關(guān)鍵生物合成中間體［３７］。??１６??
本文編號(hào)：3439008
【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．７?（Ａ）?Ｚｐｏｋｄｅｒ?ｅｖｙｗｏｇｅ？ｅＳ?Ｃ３中ＨＳＡＦ生物合成基因簇的組成；（Ｂ）?ＨＳＡＦ多烯骨架??
開(kāi)發(fā)了多種激活的策略［４９－５１］，可以用于激活ＰｏＴｅＭ基因簇。近期，Ｓａｌａｓ和他??的同事最近嘗試激活５個(gè)編碼天然產(chǎn)物的“隱性”基因簇，包括１個(gè)類(lèi)似于??ｆｉｏｎｔａｌａｍｉｄｅｓ的ＰｏＴｅＭ生物合成基因簇［３２］（圖１．９）。Ｓａｌａｓ等在ＰｏＴｅＭ基因簇的??？？岐＿０５７／２和基因前插入１個(gè)組成型啟動(dòng)子ｅｒｗ五ｐ＊進(jìn)行轉(zhuǎn)錄激活。??在模式菌株中，該方法成功地激活了?ＰｏＴｅＭ基因簇，并鑒定出２??個(gè)新的?ＰｏＴｅＭｓ?化合物?６－ｅｐｉ－ａｌｔｅｒａｍｉｄｅｓ?Ａ（３８）和?Ｂ?（３９）（圖?１．１０）。??有趣的是，距離＾％＿０５７ｉ２基因上游７．６?ｋｂ的ＬｕｘＲ家族轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子編碼??基因５＾ｇ＿０５７０ｄ的過(guò)表達(dá)會(huì)導(dǎo)致６－ｅｐｉａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ａ?（３８）的過(guò)量生產(chǎn)但僅生產(chǎn)較??少的６－ｅｐｉａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ｂ?（３９）［３２］。ＬｕｘＲ家族轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子曾被認(rèn)為是生物合成途??徑特異性激活因子，其過(guò)表達(dá)已被證明是激活“隱性”生物合成基因簇的有效途徑。??值得注意的是，在已鑒定的ＰｏＴｅＭ基因簇中，＾／＾＿０５７抓并不保守。利用同樣??的啟動(dòng)子置換策略，成功激活了一個(gè)位于海洋來(lái)源鏈霉菌Ｓ＾ｅｐ／＇ｏｍｙｃｅｓ?ｓｐ．??ＳＣＳＩＯ０２９９９沙霉素生物合成簇附近的沉默ＰｏＴｅＭ生物合成基因簇
步分離純化，獲得１個(gè)生物合成中間體ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｃ?（４７，Ａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ａ的類(lèi)似物，??不含有２５－羥基并且Ｃ－１４有不同的立體化學(xué)），敲除基因的突變株中分??離出罕見(jiàn)的具有５／４／６三環(huán)的化合物ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｄ?（６２）（圖１．１１）。此外，由??ＳＧ／？Ｓ７２－Ｓ以組成的３個(gè)基因盒合成了異源產(chǎn)物５２。而由ＳＧｉ？Ｓ７２－Ｓｉ５組成的四??基因盒則產(chǎn)生了異源產(chǎn)物３６。采用基因敲除和異源重組相結(jié)合的方法，證明基??因５＾及５７７－＜５７５參與化合物ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ａ?（３６）和ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｂ?（４６）的生物合成，并闡??明了?ＳＧＲ８１５?（與ＨＳＡＦ通路中的甾醇去飽和酶和ｆｒｏｎｔａｌａｍｉｄｅ通路中的ＦｔｄＦ同??源）為Ｃ－２５羥化酶。在此基礎(chǔ)上，提出３６和４６在Ｓ．?ｇｒｆｗｗ的生物合成途徑，??并預(yù)測(cè)５２為關(guān)鍵生物合成中間體［３７］。??１６??
本文編號(hào)：3439008
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